JP4147618B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents

Air conditioner for vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP4147618B2
JP4147618B2 JP11542098A JP11542098A JP4147618B2 JP 4147618 B2 JP4147618 B2 JP 4147618B2 JP 11542098 A JP11542098 A JP 11542098A JP 11542098 A JP11542098 A JP 11542098A JP 4147618 B2 JP4147618 B2 JP 4147618B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
air
calculation unit
outlet
solar radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11542098A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11301248A (en
Inventor
好則 一志
孝昌 河合
克彦 寒川
裕司 伊藤
祐一 梶野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP11542098A priority Critical patent/JP4147618B2/en
Priority to US09/295,997 priority patent/US6220517B1/en
Publication of JPH11301248A publication Critical patent/JPH11301248A/en
Priority to US09/729,299 priority patent/US6390380B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4147618B2 publication Critical patent/JP4147618B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動制御方式の車両用空調装置における吹出口モードの切替制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動制御方式の車両用空調装置では、特開昭56−86815号公報に記載されているように、車室内を設定温度に維持するために必要な目標吹出空気温度TAOを車両の熱負荷条件に基づいて算出し、車室内への実際の吹出空気温度が目標吹出空気温度TAOとなるように、温度調節手段(例えば、エアミックスドアや温水弁)の作動を制御している。
【0003】
上記の目標吹出空気温度TAOは周知のごとく下記数式1により算出される。
【0004】
【数1】
TAO=Kset *Tset −Kr *Tr −Kam*Tam−Ks *Ts +C
但し、Tr :内気温、Tam:外気温、Ts :車室内への日射量であり、Kset 、Kr 、Kam、Ks はそれぞれ温度設定ゲイン、内気温ゲイン、外気温ゲイン、日射量ゲインであり、Cは補正定数である。
【0005】
そして、乗員の頭部側へ空気を吹き出すフェイス(FACE)モード、乗員の足元部へ空気を吹き出すフット(FOOT)モード、および乗員の頭部側と乗員の足元部へ同時に空気を吹き出すバイレベル(B/L)モードの切替を、上記の目標吹出空気温度TAOに基づいて行っている。
すなわち、図10は上記TAOによる吹出口モードの切替制御の考え方を図示するもので、上記TAOが低温側から高温側へ移行するに従って、順次、吹出口モードをフェイス(FACE)モード→バイレベル(B/L)モード→フット(FOOT)モードと切り替えるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来装置によると、車両に対する熱負荷条件が同一であるならば、TAOが同一の値になるので、同一の吹出口モードになってしまう。しかしながら、車両の実際の環境条件の変化による乗員の温熱感(温度感覚)は熱負荷条件とは異なったものになるので、TAOによる一律的な吹出口モードの切替では乗員の空調フィーリングを悪化させる。
【0007】
これを図10により具体的に説明すると、図10(a)のように、外気温Tamが10°Cで、比較的高く、日射量が少ない場合と、図10(b)のように、外気温Tamが0°Cという低温時で、日射量が多い場合では、TAOが同一の値aとなり、いずれの場合も、フット(FOOT)モードを一律的に選択してしまう。
【0008】
ところが、後者の図10(b)の場合は、低外気温時であっても、上半身への日射により乗員は頭部側に温熱を感じるので、乗員の上半身へ冷風を欲するようになる。すなわち、図10(b)の場合は、空調フィーリング向上のために、吹出口モードとしてバイレベル(B/L)モードを選択することが望まれる。しかるに、従来装置ではこのような日射の有無を優先的に考慮した吹出口モードの切替制御を実施することができない。
【0009】
日射の他に、外気温の高低、暖房用熱交換器への温水温度の高低等も乗員の温熱感に大きな影響を与えるのであるが、従来装置では、やはり、これらの要素を優先的に考慮して吹出口モードの切替を行うことができなかった。
そこで、上記の不具合を解消するために、例えば、図11に示すように、吹出口モードとTAOとの切替特性のマップとして、日射無し(図11(a))と日射有り(図11(b))とに場合分けした、2つのマップを用意し、日射有りのときは、図11(b)に示すようにバイレベル(B/L)モードの切替点をTAOの高温側に移行させることが考えられる。同様に、外気温の高低、温水温度の高低等に対しても同様の手法で対応することが考えられる。
【0010】
しかし、上記の対応策では、吹出口モードの切替制御に対応するだけでも、他種類のマップを用意することになり、空調用電子制御装置における記憶部(ROM)の大容量化を招く。そのため、記憶部(ROM)の容量制限から上記の対応策を実施できない場合が生じる。
また、日射の有無、外気温の高低、温水温度の高低等の相互関係が乗員の温熱感にどのように影響するか定量的に分析し、その影響度に対応した吹出口モード切替の制御ロジックを考える必要があり、多大な開発工数を要することになる。
【0011】
本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、使用者の温熱感に合致したきめ細かい吹出口モードの切替制御を実現することを目的とする。
また、本発明は吹出口モードの切替制御を行う空調用電子制御装置における記憶部の大容量化および開発工数の増大を抑制することを他の目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
情報処理の一方式であるニューラルネットワークでは、その学習機能によって、ニューラルネットワーク内の各層のニューロン間の結合係数(シプナス荷重)を、所望の出力(教師データ)となるように、自動生成する特徴を持っている。そこで、本発明では、このニューラルネットワーク内のニューロン間の結合係数の自動生成機能に着目して、記憶部の大容量化や開発技術者の工数の増大を生じることなく、乗員の温熱感に合致したきめ細かい吹出口モードの切替制御ができるようにして、上記目的を達成しようとするものである。
【0013】
すなわち、請求項1に記載の発明では、空気と熱交換を行う熱交換器(4、5)を有する空気通路(2、2b、2c)と、
この空気通路(2、2b、2c)の下流側に設けられ、車室内の異なる方向へ空気を吹き出す複数の吹出口(8a、8b、9a〜9d)と、
この複数の吹出口(8a、8b、9a〜9d)の開閉を切り替える吹出口切替手段(11〜12b)と、
複数の吹出口(8a、8b、9a〜9d)から車室内へ吹き出す空気の温度を調節する温度調節手段(6、61、62)と、
車室内の温度を設定するための温度設定手段(21、21a、21b)と、
内気温を検出する内気温センサ(22)および外気温を検出する外気温センサ(23)と、
温度設定手段(21、21a、21b)による設定温度、および両センサ(22、23)により検出された温度情報を入力として、車室内への目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出部(27〜29b)とを備え、
複数の吹出口として、車室内乗員の足元側に空気を吹き出すフット吹出口(8a、8b)、および車室内乗員の上半身側に空気を吹き出すフェイス吹出口(9a〜9d)を包含しており、
吹出口(8a、8b、9a〜9d)からの吹出空気温度が目標吹出温度となるように温度調節手段(6、61、62)を調節するとともに、
吹出口切替手段(11〜12b)を駆動制御して、フット吹出口(8a、8b)から空気を吹き出すフットモード、フェイス吹出口(9a〜9d)から空気を吹き出すフェイスモード、およびフット吹出口(8a、8b)とフェイス吹出口(9a〜9d)の両方から空気を吹き出すバイレベルモードを切り替える車両用空調装置において、
熱交換器(4、5)として、温水を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器(5)を包含しており、
温水の温度を検出する水温センサ(26)および室内への日射量を検出する日射センサ(24)と、
温度設定手段(21、21a、21b)による設定温度、内気温センサ(22)の検出内気温および外気温センサ(23)の検出外気温を入力として、ニューラルネットワーク(200)により仮の目標吹出温度(TAOB)を算出する仮目標温度算出部(27、27a、27b)と、
温度設定手段(21、21a、21b)による設定温度、内気温センサ(22)の検出内気温、外気温センサ(23)の検出外気温および日射センサ(24)の検出日射量を入力として、ニューラルネットワーク(300)により日射補正量(TAOS)を算出する日射補正量算出部(28、28a、28b)と、
仮の目標吹出温度(TAOB)および日射補正量(TAOS)に基づいて最終的な目標吹出温度(TAO)を算出する目標温度算出部(29、29a、29b)とを備え、
目標吹出温度算出部(27〜29b)は、仮目標温度算出部(27、27a、27b)と日射補正量算出部(28、28a、28b)と目標温度算出部(29、29a、29b)とにより構成され、
前記目標吹出温度は、目標温度算出部(29、29a、29b)から出力される目標吹出温度(TAO)であり、
さらに、目標吹出温度(TAO)、外気温センサ(22)の検出外気温、日射センサ(24)の検出日射量および水温センサ(26)の検出水温を入力として、ニューラルネットワーク(100)により吹出口モード信号を算出する吹出口モード算出部(31、31a、31b)備え、
この吹出口モード算出部(31、31a、31b)により算出した吹出口モード信号により吹出口切替手段(11〜12b)を駆動制御することを特徴としている。
【0014】
これによると、車両用空調装置における、車室内の異なる方向へ空気を吹き出す複数の吹出口のうち、いずれの吹出口から空気を吹き出すかという吹出口モードがニューラルネットワーク(100)により算出され、決定される。
ここで、ニューラルネットワークの特徴として、ある入力信号を与えたときに、その出力が、予め設定された所望の値(教師データ)になるように、ニューラルネットワーク内部の各層間の結合係数(シプナス荷重)を自動修正するという学習機能を備えているから、特定の入力条件での教師データを変更して、高速演算装置を用いて結合係数(シプナス荷重)の自動修正を予め行っておくことにより、特定の入力条件での出力変更を行うことができる。
【0015】
しかも、ニューラルネットワークでは、上記特定の入力条件での出力(教師データ)の変更を行っても、他の入力条件では、所望の出力値(教師データ)が維持されるように、結合係数全体の自動修正を行うから、上記特定の入力条件での出力変更が他の入力条件における出力に影響を与えない。
その結果、目標吹出温度と、室内乗員の温熱感に影響を及ぼす環境因子の検出情報との特定の組み合わせに基づいて所望の吹出口モードが得られるように、結合係数を修正しておくことができ、これにより、環境条件の変化に対応して、室内乗員の温熱感に適合した快適な吹出口モードを決定できる。
【0016】
さらに、有利なことには、結合係数の自動修正をニューラルネットワークの学習機能により自動的におこなうことができるから、開発技術者がある特定の入力条件のみで所望の出力が得られるような複雑な制御ロジックを考えなくてもよく、開発工数を大幅に低減できる。
また、ニューラルネットワークの採用により、他種類の制御マップ、複雑な制御ロジック等が不要になるため、空調用電子制御装置を構成するコンピュータの記憶装置(ROM)の容量を低減できるという利点もある。
【0017】
車室内乗員の温熱感に影響を及ぼす環境因子の検出情報として、請求項記載の発明では、外気温センサ(22)の検出外気温、日射センサ(24)の検出日射量および水温センサ(26)の検出水温を用いている。
これによれば、特に、室内乗員に対する日射量の影響を優先的に考慮して、吹出口モードの切替制御を行うことができる。また、暖房用熱交換器(5)を循環する温水の温度と、外気温(室外の温度とを用いることによって、特に、冬期の空調始動時における、温水温度の上昇過程において、温水の温度変化と外気温(室外温度の変化とに対応した、快適な吹出口モードを設定することができる。
【0018】
また、前記環境因子の検出情報としては、請求項2記載の発明のごとく、内気温(室内の温度)をさらに追加してもよい。これによれば、特に、日射量増加、車室内乗員数の増加等による室温上昇の影響を優先的に考慮して、吹出口モードの切替制御を行うことができる。
また、前記環境因子の検出情報としては、請求項3記載の発明のごとく、車室内乗員の皮膚温をさらに追加してもよい。これによれば、特に、日射量等による皮膚温の変化に対応した、快適な吹出口モードを設定することができる
【0020】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態による車両用空調装置の全体システム構成の概要を示すもので、車両用空調装置の空気流れの最上流側に内外気切替ドア1が配置されており、このドア1により外気と内気がエアダクト2内に切替導入される。
【0022】
エアダクト2は空調装置の空気通路を構成するもので、その内部には、上流側から下流側にかけて送風機3、エバポレータ4およびヒータコア5が配設されている。エバポレータ4は冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空気から吸熱して空気を冷却する冷房用熱交換器である。ヒータコア5は車両エンジン(図示せず)からの温水(エンジン冷却水)を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器である。
【0023】
ヒータコア5の上流側部位には温度調節手段としてエアミックスドア6が設けられており、ヒータコア5を通過する温風の風量とヒータコア5のバイパス通路7を流れる冷風の風量との割合をドア6により調整する。この冷温風の風量割合の調整により車室内への吹出空気温度を調節することができる。
エアダクト2の最下流側には、空調風を車両乗員の足元に向けて吹出すためのフット吹出口8a、8b、空調風を車両乗員の上半身に向けて吹出すためのセンタ・サイドの各フェイス吹出口9a〜9d、および空調風をフロントガラスに向けて吹出すためのデフロスタ吹出口10が設けられている。
【0024】
また、エアダクト2の最下流側には、上記吹出口8a、8b、9a〜9dおよび10を選択的に開閉するための吹出口切替ドア(吹出口切替手段)11〜13が設けられている。これらのドア11〜13の開閉状態を切替えることによって、フットモード、バイレベルモード、フェイスモード、デフモードなどの所定の吹出口モードを設定し得るようになっている。
【0025】
次に、上記した空調用機器を制御するための制御系を説明すると、内外気切替ドア1、エアミックスドア6、および吹出口切替ドア11〜13は、それぞれ、サーボモータ14〜18により駆動され、これらのサーボモータ14〜18の作動は空調用電子制御装置(以下、ECUという)19の出力により制御される。また、送風機3のモータ3aも、ECU19の出力によりモータ制御回路(モータ印加電圧制御回路)20を介して制御される。
【0026】
送風機3の送風量は、モータ制御回路20によりモータ印加電圧を調節してモータ回転数を変化することにより調節される。ECU19は周知のマイクロコンピュータとその周辺回路との組み合わせからなるものである。ECU19の入力として、車室内の設定温度Tset を設定する温度設定器(温度設定手段)21が設けられている。この温度設定器21は空調操作パネルに設けられ、手動操作される。
【0027】
また、温度情報検出手段として、車室内の内気温Trを検出する内気センサ22と車室外の外気温Tamを検出する外気センサ23が設けられ、さらに、車室内への日射量Tsを検出する日射センサ24、エバポレータ4の冷却温度(吹出空気温度)Teを検出するエバポレータ温度センサ25、およびヒータコア5に流入する温水の温度Twを検出する水温センサ26が設けられている。
【0028】
ECU19内のマイクロコンピュータにより実行される制御機能は、概略的には、図2に示すように区分することができ、仮の目標吹出温度TAOBを算出する仮目標温度算出部27は、図5に示すニューラルネットワーク200により構成されるもので、温度設定信号Tset 、内気温センサ信号Tr、および外気温センサ信号Tamを入力とし、ニューラルネットワーク200により仮の目標吹き出し温度TAOBを算出する。
【0029】
また、日射補正量TAOSを算出する日射補正量算出部28は、図6に示すニューラルネットワーク300により構成されるもので、温度設定信号Tset 、内気温センサ信号Tr、外気温センサ信号Tam、および日射センサ信号Tsを入力とし、ニューラルネットワーク300により日射補正量TAOSを算出する。そして、目標温度算出部29は、仮目標温度算出部27および日射補正量算出部28の出力に基づいて、最終的に目標吹出温度TAOを算出するものである。さらに、エアミックスドア開度算出部30は目標温度算出部29の出力TAOに基づいて、エアミックスドア開度SWを算出するものである。
【0030】
また、吹出口モード信号TMODEを算出する吹出口モード算出部31は、図3に示すニューラルネットワーク100により構成されるもので、目標温度算出部29からの目標吹出温度TAOと、車室内乗員の温熱感に影響を及ぼす環境因子の検出情報としての、日射センサ信号Ts、外気温センサ信号Tam、および水温センサ信号Twを入力とし、ニューラルネットワーク100により吹出口モード信号TMODEを算出するものである。
【0031】
また、風量算出部32は、図7に示すニューラルネットワーク400により構成されるもので、温度設定信号Tset 、内気温センサ信号Tr、外気温センサ信号Tam、および日射センサ信号Tsを入力とし、ニューラルネットワーク400により風量を決定する送風機電圧レベルTBLOを算出するものである。
次に、ニューラルネットワークの概要について説明すると、ニューラルネットワーク100〜400は基本的には同一構成であるので、図3のニューラルネットワーク100を例にとって説明する。ニューラルネットワークは、ある入力信号(図3の例では、TAO、Ts、Tam、Tw)を与えたときに、その出力が、予め設定された所望の値(教師データ)になるように、ニューラルネットワーク100内に設けられた入力層101、第1、第2の中間層102、103、出力層104内部の各ニューロン105間の結合係数(シプナス荷重)106を修正するという誤差逆伝播学習機能(バックプロパーゲーション機能)を備えた階層構造のネットワークである。
【0032】
そして、教師データを変更した場合は、再び、ある入力信号に対する出力が変更後の教師データとなるように、繰り返し「学習」させることにより、結合係数(シプナス荷重)106を修正する。つまり、多量のデータ(教師データ)からその相関関数(結合係数106)を自動生成する特徴を持っている。教師データは、実験等により求めた所望の値(入力信号に対する所望の出力値)を設定する。
【0033】
階層構造のニューラルネットワーク100において、同一層のニューロン105間では結合がなく、前後の各層のニューロン105でのみ結合されており、そして、各層のニューロン105間の結合係数106は、それぞれの結合の重み(強さ)の程度を表すものであって、結合の重みが大きいほど、前側の層のニューロン105の信号が振幅の大きい信号となって、後側の層のニューロン105に伝達される。
【0034】
なお、入出力値はセンサ信号等をそれぞれ0〜1に規格化(正規化)されたものであり、実際に出力された値は、0〜1から逆変換する作業が必要である。例えば、内気センサ22により検出される内気温Trの実際の検出範囲は、通常、0°C〜50°Cであり、この検出値を規格化部107で0〜1に割り当て、ニューラルネットワークの入力層101に入力する。出力層104からの出力結果も0〜1の値が出力されるので、図5〜7のニューラルネットワーク200〜400では出力変換部108において予め設定された変換マップによってセンサ信号等に対応する実際の値に逆変換される。但し、図3のニューラルネットワーク100では、出力が吹出口モード信号TMODEであるため、出力層104からの出力結果を逆変換する必要がなく、そのため、出力変換部108を設けていない。
【0035】
ところで、現状の車両用空調装置が直面する環境条件は様々であるため、この様々な環境条件に対応した所望の出力値(例えば、吹出口モード信号)である教師データは、数万点から数十万点以上にもおよび膨大な数となる。
そこで、ECU19の設計に際しては、車両搭載の前段階の処理として、専用の高速演算装置を用い、この高速演算装置により図3のニューラルネットワーク100による学習を行って、広範な入力信号の変化に対して出力が所望の教師データとなる結合係数106を算出する。そして、このように算出した結合係数106を、図2におけるECU19内の各算出部のニューラルネットワーク100、200、300、400に対応する記憶部(ROM)に記憶させておく。
【0036】
従って、車両搭載状態では、ECU19内の各算出部のニューラルネットワーク100〜400における各層のニューロン105間の結合係数106は、予め設定された所定値となっている。
そして、車両搭載状態では、ECU19内の各算出部のニューラルネットワーク100は、図4に示すように入力に対する出力を計算する。すなわち、各ニューロン105では、入力信号01 〜On のそれぞれに、対応する結合係数106(W1 〜Wn )を掛け合わせ、その値をシグモイド関数と呼ばれる関数に適用して出力を計算する。その計算結果を後続のニューロンの入力として出力する。これを繰り返すことで最終的な出力を得る。
【0037】
車両搭載状態のECU19内の各算出部のニューラルネットワーク100では、入力信号01 〜On の広範な変化に対して、その変化にそれぞれ対応して所望の出力値(教師信号)が得られるようにする結合係数106(W1 〜Wn )が予め設定してあるので、結合係数修正のための学習は不要であり、図4に示す計算を行うのみでよい。
【0038】
従って、図3に示す、吹出口モード算出部31のニューラルネットワーク100においては、入力信号(TAO、Ts、Tam、Tw)の変化に対応して、それぞれ、予め設定された所望の値(教師信号)を吹出口モード信号TMODE(=0〜1)として算出し、出力する。
また、図5に示す、仮目標温度算出部27のニューラルネットワーク200においては、入力信号(Tset 、Tr、Tam)の変化に対応して、それぞれ、予め設定された所望の値(教師信号)を仮の目標吹出温度TAOBとして算出し、出力する。
【0039】
また、図6に示す、日射補正量算出部28のニューラルネットワーク300においては、入力信号(Tset 、Tr、Tam、Ts)の変化に対応して、それぞれ、予め設定された所望の値(教師信号)を日射補正量TAOSとして算出し、出力する。
また、図7に示す、風量算出部32のニューラルネットワーク400においては、入力信号(Tset 、Tr、Tam、Ts)の変化に対応して、それぞれ、予め設定された所望の値(教師信号)を送風機電圧レベルTBLOとして算出し、出力する。
【0040】
そして、目標温度算出部29では、下記の数式2によって最終的な目標吹出温度TAOを算出する
【0041】
【数2】
TAO=TAOB−TAOS
次に、エアミックスドア開度算出部30では、目標温度算出部29の出力TAO、エバポレータ4の温度Te、およびヒータコア5の温水温度Twに基づいて、下記の数式3により、エアミックスドア開度SWを算出する。
【0042】
【数3】
SW(%)=(TAO−Te)/(Tw−Te)*100
次に、本実施形態による制御例を図8のフローチャートに沿って説明する。図8の制御ルーチンは、空調装置の始動を行う操作スイッチ信号によりスタートし、ステップ510で空調用ECU19をリセットし、ステップ520で内気温Tr、外気温Tam等の各種センサ22〜26の信号および温度設定器21の信号を読み込む。
【0043】
次に、ステップ530で、図5に示す仮目標温度ニューラルネットワーク200を用いて、仮目標温度TAOBを算出する。従って、ステップ530が図2の仮目標温度算出部27に相当する。
次に、ステップ540で、図6に示す日射補正量ニューラルネットワーク300を用いて、日射補正量TAOSを算出する。従って、ステップ540が図2の日射補正量算出部28に相当する。
【0044】
次に、ステップ550で、前述した数式1によって最終的な目標吹出温度TAOを算出する。従って、ステップ550が図2の目標温度算出部29に相当する。
次に、ステップ560では、前述した数式2によってエアミックスドア開度SWを算出する。従って、ステップ560が図2のエアミックスドア開度算出部30に相当する。
【0045】
次に、ステップ570では、図3に示す吹出口モードニューラルネットワーク100を用いて、吹出口モード信号TMODEを算出する。従って、ステップ570が図2の吹出口モード算出部31に相当する。なお、ステップ570における、吹出口モード信号TMODEの出力値は、目標吹出温度TAOが低温側から高温側へ移行するにつれて増大する特性を持っている。そして、吹出口モードニューラルネットワーク300の出力値TMODEに基づいて図9に示すようにフェイス(FACE)、バイレベル(B/L)、フット(FOOT)の各モードを決定する。
【0046】
次に、ステップ580では、図8に示す風量算出ニューラルネットワーク400を用いて、目標送風機電圧TBLOを算出する。従って、ステップ580が図2の風量算出部32に相当する。
次に、ステップ590〜610では、先で求めた目標値と一致するよう各々のアクチュエータ(図1のモータ14〜18)および送風機モータ印加電圧制御回路20を駆動、制御する。
【0047】
次に、本実施形態のごとくニューラルネットワーク100を用いて、吹出口モード信号TMODEを算出することによる特徴を具体的に説明する。
図12は吹出口モードニューラルネットワーク100における入力1〜入力4と出力(教師データ)TMODEとの関係を示す図表であり、入力1〜入力4がそれぞれTAO=48°C、Ts=1000W/m2 、Tam=0°C、Tw=80°Cのとき(すなわち、日射Tsが有り、かつ、外気温Tamが低いとき)、出力が0.95であると、図11(a)に示すように吹出口モードがフットモードとなり、乗員が頭部側に温熱感を感じる。
【0048】
そこで、上記の入力条件であるときの出力(教師データ)を、0.95から0.5に変更する。
ここで、ニューラルネットワークの特徴として、ある入力信号を与えたときに、その出力が、予め設定された所望の値(教師データ)になるように、ニューラルネットワーク内部の各層間の結合係数(シプナス荷重)106を自動修正するという学習機能を備えているから、上記特定の入力条件での教師データを変更して、高速演算装置を用いて結合係数(シプナス荷重)106の自動修正を予め行っておくことにより、上記出力の変更を行うことができる。
【0049】
上記出力の変更(TMODE=0.95→0.5への変更)によって、図11(b)に示すように、目標吹出温度TAOが同一値a(=48°C)であっても、吹出口モードがバイレベルモードとなり、乗員頭部側へ冷風を吹き出すことが可能となり、日射による乗員頭部の火照り感を緩和して乗員の空調フィーリングを改善できる。
【0050】
しかも、上記特定の入力条件での出力(教師データ)の変更を行っても、他の入力条件では、所望の出力値(教師データ)が維持されるように、結合係数106全体の自動修正を行うから、上記特定の入力条件での出力変更が他の入力条件における出力に影響を与えない。その結果、日射無しの条件では、図11(a)に示すフットモードを設定して、乗員足元への温風吹出により乗員足元部の暖房感を向上できる。
【0051】
さらに、有利なことには、結合係数106の自動修正をニューラルネットワークの学習機能により自動的におこなうことができるから、開発技術者がある特定の入力条件のみで所望の出力が得られるような複雑な制御ロジックを考えなくてもよく、開発工数を大幅に低減できる。
また、ニューラルネットワークの採用により、複雑な制御ロジックや多種類の制御マップが不要になるため、車載ECU19におけるROM容量を低減できるという利点もある。
【0052】
なお、図11(b)に示すように、低外気温時の日射有りの条件にてバイレベルモードを設定するときは、図11(c)に示すように、エアミックスドア開度に上限を設けること(ドア開度のリミッタ設定)が好ましい。
すなわち、図11(c)において、TAO=a以上となるバイレベルモード拡大域では、車室内への実際の吹出空気温度をエアミックスドア開度の上限設定(リミッタ設定)により所定温度に抑えて、フェイス吹出口9a〜9dから温風が吹き出すことを防止することが必要である。なお、図11(c)のバイレベルモードにおいて、bはフェイス吹出温度で、cはフット吹出温度である。
【0053】
次に、冬期の低外気温条件下で、車両エンジンを始動した直後に空調装置を始動する場合において、吹出口モードの切替制御を説明すると、車両エンジンの始動後、時間の経過とともにエンジン冷却水温(ヒータコア5への温水温度)が上昇していき、これに伴って、ヒータコア5の吹出空気温度、ひいては車室内への吹出温度が上昇する。その際、車室内への吹出風量も温水温度の上昇とともに上昇するように、送風機3のモータ印加電圧が調整される。
【0054】
このとき、車室内への吹出モードとしてフットモードに固定したままであると、乗員はその下半身から暖められていくので、乗員上半身まで暖まるのに非常に長い時間がかかることになる。その結果、乗員の手が特に冷たい場合が生じて、不快であるばかりでなく、運転者がハンドル操作をしずらいので、車両運転の安全性からも好ましくない。
【0055】
従って、車室内への吹出モードとして最初はフットモードで始動し、その後、温水温度の上昇に伴ってバイレベルモードを設定して、乗員の上半身側へもフェイス吹出口9a〜9dから温風を吹き出して、乗員の上半身側を早期に暖房することが望まれる。なお、低外気温時の空調始動時は最大暖房状態が設定され、エアミックスドア開度SWは最大開度(100%の開度)となり、ヒータコア5への通風路が全開となる。
【0056】
本発明者らは、冬期の低外気温条件下における空調装置始動時において、バイレベルモードを乗員が快適と感じる条件について実際に実験検討したところ、図13に示すように、バイレベルモードの快適域は外気温と温水温度と相関があり、外気温ごとにバイレベルモードが快適となる温水温度範囲が存在することが判明した。
【0057】
すなわち、図13の実験は、上記条件でのバイレベルモードを快適に感じるかどうか、複数人のモニターにより判定したものであり、外気温の低下に伴ってバイレベルモードを快適に感じる温水温度範囲が上昇することが分かる。なお、図13において、寒い領域と快適な領域との間、および快適な領域と暑い領域との間は、快適とも不快とも言えない中間領域である。また、車室内への実際の吹出空気温度は、ヒータコア5での温水と空気間の伝熱効率等から温水温度の概略90%程度の温度となる。
【0058】
上記の図13の実験結果を受けて、本実施形態では、図14に示すように、吹出口モードニューラルネットワーク100における入力1〜入力4と出力(教師データ)TMODEとの関係において、入力1〜入力3がそれぞれTAO=80°C、Ts=0W/m2 、Tam=−10°Cであるときに、入力4がTw=53°C〜62°Cの範囲内にあるときは、出力を0.95から0.5に変更する。従って、吹出口モードをフットモードからバイレベルモードに変更することができ、上記Twの範囲内において乗員の上半身側を早期に暖房して、空調フィーリングの改善、車両運転の安全性を向上できる。
【0059】
他の温水温度範囲では、出力を0.95に維持して、吹出口モードをフットモードに設定できるから、温水温度の低温側でのバイレベルモードによる足元部の寒さ、あるいは温水温度の高温側でのバイレベルモードによる顔部の火照り感を防止できる。
(第2実施形態)
第1実施形態では、冬期の低外気温条件下における空調装置始動時において、所定の温水温度範囲にてバイレベルモードを設定しているが、日射等で内気温Trがある程度高くなっている場合には、バイレベルモードからフットモードに戻すタイミングを早くしないと、バイレベルモードによる顔部の火照り感が発生する。
【0060】
そこで、第2実施形態では、この点を考慮して、図15に示すように、吹出口モードニューラルネットワーク100の入力として内気温Trを追加し、この内気温Trの所定温度以上への上昇により、バイレベルモードからフットモードに戻すタイミングを早めて、顔部の火照り感の発生を未然に防止する。すなわち、同一の外気温であっても内気温Trが上昇すると、バイレベルモードからフットモードに復帰させる温水温度を低めに変更する。
【0061】
(第3実施形態)
第3実施形態は、上記第2実施形態と同一目的のものであって、図16に示すように、吹出口モードニューラルネットワーク100の入力として、上記内気温Trの代わりに、乗員の皮膚温を検出する皮膚温センサからの皮膚温信号Thを追加している。
【0062】
第3実施形態によると、日射等の影響で乗員の皮膚温が所定温度以上に上昇すると、バイレベルモードからフットモードに復帰させる温水温度を低めに変更することにより、バイレベルモードによる顔部の火照り感を防止できる。
(第4実施形態)
図17は第4実施形態を示すものであり、図3に示すように、吹出口モードニューラルネットワーク100の入力の1つとして外気温Tamを加えている場合に、外気温Tamの高低により吹出口モードの切替ポイントを変更している例である。すなわち、TAOの高温側領域(暖房側領域)では、高外気温時(Tam=10°C)に比して低外気温時(Tam=−10°C)の方が低いTAOで、バイレベルモードからフットモードへ切替えるようにして、フットモード域を拡大している。これにより、足元暖房を優先的に行って、低外気温時の暖房フィーリングを高めている。
【0063】
また、TAOの低温側領域(冷房側領域)では、低外気温時(Tam=10°C)に比して高外気温時(Tam=30°C)の方が高いTAOとなるまでフェイスモードを継続してフェイスモード域を拡大している。これにより、乗員の上半身への冷風吹出を優先的に行って、高外気温時の冷房フィーリングを高めている。
【0064】
(第5実施形態)
上記した第1〜第4実施形態では、図1に示すようにエアダクト2内に、各吹出口8a、8b、9a〜9d、10に向かって1つの空気通路を形成し、温度調節手段として1つのエアミックスドア6を配置する車両用空調装置について説明したが、第5実施形態では、図18に示すように、車室内の運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーンの温度を独立制御するようにした左右独立温度制御方式の車両用空調装置に本発明を適用している。
【0065】
第5実施形態では、エアダクト2内に、ヒータコア5の部位から下流側に向かって仕切壁2aが設置され、この仕切壁2aによってエアダクト2内の通路が運転席側通路2bと助手席側通路2cとに区分されている。
運転席側通路2bにおいてヒータコア5の上流側部位には運転席側エアミックスドア61が設けられており、運転席側通路2bにおいてヒータコア5を通過する温風の風量とヒータコア5をバイパスして流れる冷風の風量との割合をドア61により調整する。また、助手席側通路2cにおいてヒータコア5の上流側部位には助手席側エアミックスドア62が設けられており、助手席側通路2cにおいてヒータコア5を通過する温風の風量とヒータコア5をバイパス流れる冷風の風量との割合をドア62により調整する。
【0066】
運転席側通路2bの最下流側には運転席側のフット吹出口8aとフェイス吹出口9a、9bが設けられ、また、助手席側通路2cの最下流側には、助手席側のフット吹出口8bとフェイス吹出口9c、9dが設けられている。そして、運転席側のフット吹出口8aとフェイス吹出口9a、9bを選択的に開閉するための吹出口切替ドア11a、12aが設けられ、また、助手席側のフット吹出口8bとフェイス吹出口9c、9dを選択的に開閉するための吹出口切替ドア11b、12bが設けられている。なお、デフロスタ吹出口10およびその吹出口切替用ドア13は第1実施形態と同じである。
【0067】
上記した両エアミックスドア61、62は、それぞれ独立のサーボモータ15、15aにより駆動され、また、運転席側の吹出口切替ドア11a、12aと助手席側の吹出口切替ドア11b、12bは、それぞれ独立のサーボモータ160、170により駆動される。そして、吹出口切替ドア11a、12a、11b、12bの開閉状態を切替えることによって、フットモード、バイレベルモード、フェイスモードなどの所定の吹出口モードを各通路2b、2cごとに独立して設定し得る。
【0068】
また、ECU19の入力として、運転席側通路2bに対応された運転席側空調ゾーンの設定温度Tset(Dr) を設定する運転席側温度設定器(第1の温度設定手段)21aと、助手席側通路2cに対応された助手席側空調ゾーンの設定温度Tset(Pa) を設定する助手席側温度設定器(第2の温度設定手段)21bが独立に設けられている。
【0069】
また、運転席側空調ゾーンへの日射量TsDrを検出する運転席側日射センサ24aと、助手席側空調ゾーンへの日射量TsPaを検出する助手席側日射センサ24bが独立に設けられている。温度情報検出手段としての内気センサ22、外気センサ23、エバポレータ温度センサ25、および水温センサ26は第1実施形態と同じである。
【0070】
さらに、ECU23内のマイクロコンピュータにより実行される制御機能は、図19に示すように、運転席側Drと助手席側Paとでそれぞれ独立に発揮される。図2の制御機能部に対して添字aを付したものは運転席側Drであり、添字bを付したものは助手席側Paであり、風量を決定する送風機電圧TBLOについては、運転席側の送風機電圧TBLO(Dr)と助手席側の送風機電圧TBLO(Pa)を風量算出部32a、32bで算出した後に、風量算出部32cで送風機電圧TBLO(Dr)とTBLO(Pa)の平均値を算出して、これを風量を相当する最終的な送風機電圧TBLOとしている。
【0071】
そして、運転席側の吹出口モード信号TMODE(Dr)と助手席側の吹出口モード信号TMODE(Pa)をそれぞれ独立に算出する吹出口モード算出部31a、31bを独立に備えている。
この場合に、運転席側吹出口モード算出部31aおよび助手席側吹出口モード算出部31bを構成するニューラルネットワーク100では、前述の図3の入力の目標吹出温度TAOとして、運転席側目標吹出温度TAO(Dr)、または助手席側目標吹出温度TAO(Pa)を入力するとともに、日射量Tsとして、運転席側日射量TsDr、または、助手席側日射量TsPaを入力して、運転席側の吹出口モード信号TMODE(Dr)、または助手席側の吹出口モード信号TMODE(Pa)をそれぞれ独立に算出すればよい。
【0072】
なお、運転席側仮目標温度算出部27aおよび助手席側の仮目標温度算出部27bを構成するニューラルネットワーク200では、前述の図5の入力(Tset )として、運転席側空調ゾーンの設定温度Tset(Dr) または助手席側空調ゾーンの設定温度Tset(Pa) を入力するとともに、この両設定温度Tset(Dr) 、Tset(Pa) の差(ΔTset )を入力として追加する。この設定温度差ΔTset を入力として追加するのは、運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーン間の温度干渉による各ゾーンの温度ずれを抑制するためである。
【0073】
また、第5実施形態のごとき左右独立温度制御方式の車両用空調装置において、吹出口モードは独立制御せずに、運転席側と助手席側とで同一にする場合もある。この場合は、図20に示すように、ニューラルネットワーク100の入力として、運転席側目標吹出温度TAO(Dr)と助手席側目標吹出温度TAO(Pa)との平均値TAOX、運転席側日射量TsDrと助手席側日射量Paとの平均値TsXを入力して、吹出口モード信号TMODEを算出すればよい。
【0074】
(他の実施形態)
▲1▼上述の各実施形態では、目標吹出温度及び風量(送風機電圧レベル)を各々のニューラルネットワーク200、300、400により算出する場合について説明したが、これらの目標吹出温度及び風量の算出には、ニューラルネットワークを使用せずに、周知の手法により算出するようにしてもよい。
【0075】
▲2▼上述の実施形態では、温度調整手段として、冷風と温風の風量割合を調整するエアミックスドア6、61、62を設ける場合について説明したが、温度調整手段としてエアミックスドア6、61、62の代わりに、ヒータコア5に流入する温水の流量もしくは温度を制御する温水弁を使用してもよい。
▲3▼上述の第5実施形態による左右独立温度制御方式の車両用空調装置において、図20に示す例では、吹出口モードニューラルネットワーク100の入力として、運転席側目標吹出温度TAO(Dr)と助手席側目標吹出温度TAO(Pa)との平均値TAOXを用いているが、運転席側目標吹出温度TAO(Dr)と助手席側目標吹出温度TAO(Pa)の重み付けを変更して、例えば、運転席側目標吹出温度TAO(Dr)と助手席側目標吹出温度TAO(Pa)の影響割合をいずれか一方:80%、他方:20%とした目標吹出温度TAOを入力してもよい。
【0076】
▲4▼空調ゾーンの温度を設定する温度設定器21、21a、21bとして、温度数字を示していない温感表示のもの(高低温の色分け表示等)であってもよいことは勿論である。
▲5▼最大暖房時の吹出温度に影響を与える環境因子として温水温度を検出しているが、温水温度とヒータコア5の表面温度とは密接な相関があるので、温水温度と同等の温度として、ヒータコア5の表面温度を検出してもよい。
【0077】
また、水温センサ26の代わりに、ヒータコア5の吹出空気温度を検出する温度センサを使用することもできる。
▲6▼本発明は、車両用空調装置に限定されることなく、吹出口モードの切替制御が必要な空調装置であれば、種々な用途のものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す車両用空調装置の全体システムの説明図である。
【図2】図1の空調用電子制御装置における主要機能のブロック説明図である。
【図3】図2の吹出口モード算出部のニューラルネットワークの概略構成図である。
【図4】ニューラルネットワークの出力計算方法の説明図である。
【図5】図2の仮目標温度算出部のニューラルネットワークの概略構成図である。
【図6】図2の日射補正量算出部のニューラルネットワークの概略構成図である。
【図7】図2の風量算出部のニューラルネットワークの概略構成図である。
【図8】本発明の第1実施形態における制御フローチャートである。
【図9】本発明の第1実施形態における吹出口モード算出の特性図である。
【図10】従来技術の吹出口モード切替制御特性の説明図である。
【図11】従来技術および第1実施形態による吹出口モード切替制御特性の説明図である。
【図12】第1実施形態による入力条件と吹出口モード信号の出力との関係を示す図表である。
【図13】第1実施形態において、バイレベルモードの快適性と、外気温および温水温度との関係を示すグラフである。
【図14】第1実施形態による入力条件と吹出口モード信号の出力との関係を示す図表である。
【図15】第2実施形態による吹出口モード算出部のニューラルネットワークの概略構成図である。
【図16】第3実施形態による吹出口モード算出部のニューラルネットワークの概略構成図である。
【図17】第4実施形態による吹出口モードと目標吹出温度との関係を示す制御特性図である。
【図18】第5実施形態を示す車両用空調装置の全体システムの説明図である。
【図19】図18の空調用電子制御装置における主要機能のブロック説明図である。
【図20】第5実施形態による吹出口モード算出部のニューラルネットワークの1例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
2…エアダクト(空気通路)、2b…運転席側空気通路、
2c…運転席側空気通路、6、61、62…温度調節手段、
8a、8b、9a〜9d…吹出口、21、21a、21b…温度設定手段、
22、23…温度情報検出手段、31、31a、31b…吹出口モード算出部、100〜400…ニューラルネットワーク。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides an automatic control system.For vehiclesConcerning switching control of air outlet mode in air conditionerIt is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an automatic control type vehicle air conditioner, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-86815, a target blown air temperature TAO required for maintaining a vehicle interior at a set temperature is set to a vehicle heat load. Based on the conditions, the operation of the temperature adjusting means (for example, an air mix door or a hot water valve) is controlled so that the actual blown air temperature into the vehicle interior becomes the target blown air temperature TAO.
[0003]
The target blown air temperature TAO is calculated by the following formula 1 as is well known.
[0004]
[Expression 1]
TAO = Kset * Tset-Kr * Tr-Kam * Tam-Ks * Ts + C
Where Tr is the inside temperature, Tam is the outside temperature, Ts is the amount of solar radiation into the passenger compartment, and Kset, Kr, Kam, and Ks are the temperature setting gain, the inside temperature gain, the outside temperature gain, and the amount of solar radiation, respectively. C is a correction constant.
[0005]
And, a face (FACE) mode that blows air toward the occupant's head, a foot (FOOT) mode that blows air toward the occupant's feet, and a bi-level that blows air simultaneously to the occupant's head and the occupants' feet. The switching of the (B / L) mode is performed based on the target blown air temperature TAO.
That is, FIG. 10 illustrates the concept of switching control of the outlet mode by the TAO. As the TAO shifts from the low temperature side to the high temperature side, the outlet mode is sequentially changed from the face (FACE) mode to the bilevel ( B / L) mode → foot (FOOT) mode.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional apparatus, if the heat load conditions for the vehicle are the same, the TAO has the same value, so that the same outlet mode is set. However, the passenger's thermal feeling (temperature sensation) due to changes in the actual environmental conditions of the vehicle will be different from the thermal load condition, so switching the uniform outlet mode by TAO will deteriorate the passenger's air conditioning feeling. Let
[0007]
This will be described in detail with reference to FIG. 10. As shown in FIG. 10A, the outside air temperature Tam is 10 ° C., relatively high, and the amount of solar radiation is small. When the temperature Tam is as low as 0 ° C. and the amount of solar radiation is large, the TAO has the same value a, and in any case, the foot (FOOT) mode is uniformly selected.
[0008]
However, in the latter case of FIG. 10 (b), the occupant feels heat on the head side due to solar radiation on the upper body even at a low outside air temperature, so that the occupant's upper body wants cold air. That is, in the case of FIG. 10B, it is desired to select the bi-level (B / L) mode as the outlet mode in order to improve the air conditioning feeling. However, the conventional apparatus cannot perform the air outlet mode switching control in consideration of the presence or absence of solar radiation.
[0009]
In addition to solar radiation, the level of the outside air temperature and the level of the hot water temperature to the heat exchanger for heating also have a significant effect on the passenger's thermal feeling. However, in the conventional equipment, these factors are still preferentially considered. As a result, the air outlet mode could not be switched.
Therefore, in order to solve the above problem, for example, as shown in FIG. 11, there is no solar radiation (FIG. 11 (a)) and solar radiation is present (FIG. 11 (b) as a map of switching characteristics between the outlet mode and TAO. )) And prepare two maps, and when there is solar radiation, shift the bi-level (B / L) mode switching point to the high temperature side of TAO as shown in Fig. 11 (b) Can be considered. Similarly, it is conceivable that the same method can be used to cope with high and low outside air temperatures and high and low hot water temperatures.
[0010]
However, in the above countermeasure, even if it corresponds to the switching control of the air outlet mode, another type of map is prepared, and the capacity of the storage unit (ROM) in the electronic controller for air conditioning is increased. For this reason, there is a case where the above countermeasure cannot be implemented due to the capacity limitation of the storage unit (ROM).
In addition, we analyze quantitatively how the interrelationships between the presence or absence of solar radiation, the level of the outside air temperature, the level of the hot water temperature, etc. affect the occupant's thermal feeling, and the control logic for switching the outlet mode according to the degree of influence It is necessary to consider this, and it takes a lot of development man-hours.
[0011]
The present invention has been devised in view of the above points, and an object thereof is to realize fine switching control of the air outlet mode that matches the thermal feeling of the user.
Another object of the present invention is to suppress an increase in the capacity of a storage unit and an increase in development man-hours in an electronic control device for air conditioning that performs switching control of an outlet mode.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In a neural network that is a method of information processing, the learning function has a feature that automatically generates the coupling coefficient (cypnus load) between neurons in each layer in the neural network so that the desired output (teacher data) is obtained. have. Therefore, in the present invention, focusing on the automatic generation function of the coupling coefficient between neurons in this neural network, it matches the thermal sensation of the occupant without increasing the capacity of the storage unit and increasing the man-hours of the development engineer. It is intended to achieve the above object by enabling fine control of the outlet mode.
[0013]
  That is, in the invention described in claim 1, the air passage (2, 2b, 2c) having the heat exchanger (4, 5) for exchanging heat with air,
  A plurality of air outlets (8a, 8b, 9a to 9d) that are provided on the downstream side of the air passages (2, 2b, 2c) and blow out air in different directions in the vehicle interior;
  Outlet switching means (11-12b) for switching opening and closing of the plurality of outlets (8a, 8b, 9a-9d);
  Temperature adjusting means (6, 61, 62) for adjusting the temperature of air blown out from the plurality of outlets (8a, 8b, 9a-9d) into the vehicle interior;
  Temperature setting means (21, 21a, 21b) for setting the temperature in the passenger compartment;
  An internal air temperature sensor (22) for detecting the internal air temperature and an external air temperature sensor (23) for detecting the external air temperature;
  A target blowing temperature calculation unit (27 to 27) that calculates the target blowing temperature into the vehicle interior using the set temperature by the temperature setting means (21, 21a, 21b) and the temperature information detected by both sensors (22, 23) as inputs. 29b)
  As a plurality of air outlets, a foot air outlet (8a, 8b) that blows out air to the foot side of the passenger in the vehicle interior, and a face air outlet (9a to 9d) that blows out air to the upper body side of the passenger in the vehicle interior, are included.
  While adjusting the temperature adjusting means (6, 61, 62) so that the temperature of the air blown from the air outlets (8a, 8b, 9a-9d) becomes the target air temperature,
  A foot mode in which air is blown from the foot outlets (8a, 8b), a face mode in which air is blown out from the face outlets (9a to 9d), and a foot outlet ( 8a, 8b) and the vehicle air conditioner for switching the bi-level mode for blowing air from both the face outlets (9a to 9d),
  The heat exchanger (4, 5) includes a heating heat exchanger (5) for heating air using hot water as a heat source,
  A water temperature sensor (26) for detecting the temperature of the hot water and a solar radiation sensor (24) for detecting the amount of solar radiation into the room;
  Temporary target blowing temperature is input by the neural network (200) using the set temperature by the temperature setting means (21, 21a, 21b), the detected internal air temperature of the internal air temperature sensor (22) and the external air temperature detected by the external air temperature sensor (23) as inputs. A temporary target temperature calculation unit (27, 27a, 27b) for calculating (TAOB);
  Using the set temperature by the temperature setting means (21, 21a, 21b), the detected internal air temperature of the internal air temperature sensor (22), the detected external air temperature of the external air temperature sensor (23), and the detected solar radiation amount of the solar radiation sensor (24), the neural network is input. A solar radiation correction amount calculation unit (28, 28a, 28b) for calculating a solar radiation correction amount (TAOS) by the network (300);
  A target temperature calculation unit (29, 29a, 29b) for calculating a final target blowing temperature (TAO) based on the temporary target blowing temperature (TAOB) and the solar radiation correction amount (TAOS);
The target blowing temperature calculation unit (27 to 29b) includes a temporary target temperature calculation unit (27, 27a, 27b), a solar radiation correction amount calculation unit (28, 28a, 28b), and a target temperature calculation unit (29, 29a, 29b). Composed of
  The target blowing temperature is a target blowing temperature (TAO) output from the target temperature calculation unit (29, 29a, 29b),
  further,Target blowing temperature(TAO)The outlet mode for calculating the outlet mode signal by the neural network (100) using the detected outside air temperature of the outside air temperature sensor (22), the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor (24) and the detected water temperature of the water temperature sensor (26) as inputs. Calculation unit (31, 31a, 31b)ThePrepared,
  The air outlet switching means (11-12b) is driven and controlled by the air outlet mode signal calculated by the air outlet mode calculating section (31, 31a, 31b).
[0014]
  according to this,Vehicles in vehicle air conditionersOut of a plurality of outlets that blow out air in different directions in the room, an outlet mode for determining which air to blow out is calculated and determined by the neural network (100).
  Here, as a feature of the neural network, when a certain input signal is given, the coupling coefficient (cypnus load) between each layer in the neural network is set so that the output becomes a desired value (teacher data) set in advance. ) Is automatically corrected, by changing the teacher data under a specific input condition, and using the high-speed arithmetic device to automatically correct the coupling coefficient (cypnus load) in advance, The output can be changed under specific input conditions.
[0015]
  Moreover, in the neural network, even if the output (teacher data) is changed under the above specific input condition, the entire coupling coefficient is maintained so that a desired output value (teacher data) is maintained under other input conditions. Since the automatic correction is performed, the output change under the specific input condition does not affect the output under the other input conditions.
  As a result, the target blowing temperature,carIndoorCrewThe coupling coefficient can be modified so that the desired outlet mode can be obtained based on a specific combination with detection information of environmental factors that affect the thermal sensation of the environment. Correspondingly,carIndoorCrewA comfortable outlet mode suitable for the warmth of the room can be determined.
[0016]
In addition, it is advantageous that the coupling coefficient can be automatically corrected by the learning function of the neural network, so that a development engineer can obtain a desired output only under a specific input condition. There is no need to consider the control logic, and the development man-hours can be greatly reduced.
In addition, the use of the neural network eliminates the need for other types of control maps, complicated control logic, and the like, and thus has the advantage of reducing the capacity of a computer storage device (ROM) that constitutes the air conditioning electronic control device.
[0017]
  Affects passengers' thermal sensationClaims as environmental factor detection information1Invention describedThen, the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor (22), the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor (24), and the water temperature detected by the water temperature sensor (26) are used.
  According to this, in particular,carIndoorCrewThe air outlet mode switching control can be performed in consideration of the influence of the amount of solar radiation on the air.Also,The temperature of the hot water circulating in the heat exchanger for heating (5),Outside temperature(Outdoor temperature)And usingByIn particular, in the process of rising warm water temperature at the start of air conditioning in winter,Outside temperature(Outdoor temperature)It is possible to set a comfortable air outlet mode corresponding to the change of.
[0018]
  Further, as the detection information of the environmental factor, an internal air temperature (indoor temperature) may be further added as in the invention described in claim 2. According to this, switching control of the air outlet mode can be performed in consideration of the influence of a rise in room temperature due to an increase in the amount of solar radiation, an increase in the number of passengers in the passenger compartment, and the like.
  Further, as the detection information of the environmental factor, the skin temperature of the passenger in the vehicle interior may be further added as in the third aspect of the invention. According to this, it is possible to set a comfortable air outlet mode that particularly corresponds to changes in skin temperature due to the amount of solar radiation and the like..
[0020]
In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means shows the correspondence with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below.
(First embodiment)
FIG. 1 shows an overview of the overall system configuration of the vehicle air conditioner according to the first embodiment. An inside / outside air switching door 1 is arranged on the most upstream side of the air flow of the vehicle air conditioner. Outside air and inside air are switched and introduced into the air duct 2.
[0022]
The air duct 2 constitutes an air passage of the air conditioner, and the blower 3, the evaporator 4 and the heater core 5 are disposed in the inside from the upstream side to the downstream side. The evaporator 4 is a cooling heat exchanger that absorbs the latent heat of evaporation of the refrigerant in the refrigeration cycle from the air and cools the air. The heater core 5 is a heating heat exchanger that heats air using hot water (engine cooling water) from a vehicle engine (not shown) as a heat source.
[0023]
An air mix door 6 is provided as a temperature adjusting means in the upstream portion of the heater core 5, and the ratio of the amount of hot air passing through the heater core 5 and the amount of cold air flowing through the bypass passage 7 of the heater core 5 is determined by the door 6. adjust. The temperature of the air blown into the passenger compartment can be adjusted by adjusting the air volume ratio of the cold / hot air.
On the most downstream side of the air duct 2 are foot outlets 8a and 8b for blowing the conditioned air toward the feet of the vehicle occupant, and the center side faces for blowing the conditioned air toward the upper body of the vehicle occupant. The blower outlets 9a-9d and the defroster blower outlet 10 for blowing an air-conditioning wind toward a windshield are provided.
[0024]
Further, on the most downstream side of the air duct 2, air outlet switching doors (air outlet switching means) 11 to 13 for selectively opening and closing the air outlets 8 a, 8 b, 9 a to 9 d and 10 are provided. By switching the open / closed state of these doors 11 to 13, a predetermined air outlet mode such as a foot mode, a bi-level mode, a face mode, and a differential mode can be set.
[0025]
Next, the control system for controlling the above-described air conditioning equipment will be described. The inside / outside air switching door 1, the air mixing door 6, and the outlet switching doors 11 to 13 are driven by servo motors 14 to 18, respectively. The operations of the servo motors 14 to 18 are controlled by the output of an air conditioning electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 19. Further, the motor 3 a of the blower 3 is also controlled via the motor control circuit (motor applied voltage control circuit) 20 by the output of the ECU 19.
[0026]
The amount of air blown from the blower 3 is adjusted by adjusting the motor applied voltage by the motor control circuit 20 and changing the motor rotation speed. The ECU 19 is a combination of a known microcomputer and its peripheral circuits. As an input of the ECU 19, a temperature setter (temperature setting means) 21 for setting a set temperature Tset in the passenger compartment is provided. The temperature setting device 21 is provided on the air conditioning operation panel and is manually operated.
[0027]
Further, as temperature information detecting means, an inside air sensor 22 for detecting the inside air temperature Tr in the vehicle interior and an outside air sensor 23 for detecting the outside air temperature Tam outside the vehicle compartment are provided, and further, solar radiation for detecting the amount of solar radiation Ts into the vehicle interior. A sensor 24, an evaporator temperature sensor 25 that detects the cooling temperature (blowing air temperature) Te of the evaporator 4, and a water temperature sensor 26 that detects the temperature Tw of hot water flowing into the heater core 5 are provided.
[0028]
The control function executed by the microcomputer in the ECU 19 can be roughly divided as shown in FIG. 2, and the temporary target temperature calculation unit 27 for calculating the temporary target blowing temperature TAOB is shown in FIG. The temperature setting signal Tset, the inside air temperature sensor signal Tr, and the outside air temperature sensor signal Tam are input and the neural network 200 calculates a temporary target blowing temperature TAOB.
[0029]
Further, the solar radiation correction amount calculation unit 28 for calculating the solar radiation correction amount TAOS is constituted by the neural network 300 shown in FIG. 6, and includes a temperature setting signal Tset, an internal air temperature sensor signal Tr, an external air temperature sensor signal Tam, and solar radiation. Using the sensor signal Ts as an input, the solar radiation correction amount TAOS is calculated by the neural network 300. And the target temperature calculation part 29 calculates the target blowing temperature TAO finally based on the output of the temporary target temperature calculation part 27 and the solar radiation correction amount calculation part 28. FIG. Further, the air mix door opening degree calculation unit 30 calculates the air mix door opening degree SW based on the output TAO of the target temperature calculation unit 29.
[0030]
Further, the air outlet mode calculating unit 31 for calculating the air outlet mode signal TMODE is constituted by the neural network 100 shown in FIG. 3, and the target air outlet temperature TAO from the target temperature calculating unit 29 and the temperature of the passenger in the passenger compartment. The solar radiation sensor signal Ts, the outside air temperature sensor signal Tam, and the water temperature sensor signal Tw are input as detection information of environmental factors that affect the feeling, and the air outlet mode signal TMODE is calculated by the neural network 100.
[0031]
The air volume calculation unit 32 includes the neural network 400 shown in FIG. 7, and receives the temperature setting signal Tset, the inside air temperature sensor signal Tr, the outside air temperature sensor signal Tam, and the solar radiation sensor signal Ts as inputs. The blower voltage level TBLO for determining the air volume by 400 is calculated.
Next, the outline of the neural network will be described. Since the neural networks 100 to 400 basically have the same configuration, the neural network 100 in FIG. 3 will be described as an example. The neural network is configured so that when a certain input signal (TAO, Ts, Tam, Tw in the example of FIG. 3) is given, the output becomes a predetermined value (teacher data) set in advance. An error back-propagation learning function (back) that corrects the coupling coefficient (cypnus load) 106 between the neurons 105 in the input layer 101, the first and second intermediate layers 102 and 103, and the output layer 104 provided in 100. This is a hierarchical network with a proper permeation function.
[0032]
Then, when the teacher data is changed, the coupling coefficient (cypnus load) 106 is corrected by repeatedly “learning” so that the output for a certain input signal becomes the changed teacher data again. That is, the correlation function (coupling coefficient 106) is automatically generated from a large amount of data (teacher data). As the teacher data, a desired value (a desired output value with respect to the input signal) obtained by an experiment or the like is set.
[0033]
In the hierarchical neural network 100, there is no connection between the neurons 105 in the same layer, and only the neurons 105 in the previous and subsequent layers are connected, and the connection coefficient 106 between the neurons 105 in each layer is the weight of each connection. This indicates the degree of (strength), and as the connection weight increases, the signal of the neuron 105 in the front layer becomes a signal having a larger amplitude and is transmitted to the neuron 105 in the rear layer.
[0034]
The input / output values are obtained by standardizing (normalizing) the sensor signals and the like from 0 to 1, and the actually output values need to be inversely converted from 0 to 1. For example, the actual detection range of the internal air temperature Tr detected by the internal air sensor 22 is normally 0 ° C. to 50 ° C., and this detection value is assigned to 0 to 1 by the normalization unit 107 and input to the neural network. Input to layer 101. Since the output result from the output layer 104 is also a value from 0 to 1, an actual value corresponding to a sensor signal or the like corresponding to a sensor signal or the like by a conversion map preset in the output conversion unit 108 in the neural networks 200 to 400 of FIGS. Inverted to value. However, in the neural network 100 of FIG. 3, since the output is the air outlet mode signal TMODE, it is not necessary to reversely convert the output result from the output layer 104, and therefore the output conversion unit 108 is not provided.
[0035]
By the way, since there are various environmental conditions facing the current vehicle air conditioner, there are several tens of thousands of teacher data that are desired output values (for example, air outlet mode signals) corresponding to these various environmental conditions. Over 100,000 points and a huge number.
Therefore, when designing the ECU 19, a dedicated high-speed arithmetic device is used as a pre-stage process for mounting on the vehicle, and the high-speed arithmetic device performs learning using the neural network 100 in FIG. Thus, the coupling coefficient 106 whose output is the desired teacher data is calculated. Then, the coupling coefficient 106 calculated in this way is stored in a storage unit (ROM) corresponding to the neural network 100, 200, 300, 400 of each calculation unit in the ECU 19 in FIG.
[0036]
Therefore, in the vehicle-mounted state, the coupling coefficient 106 between the neurons 105 in each layer in the neural networks 100 to 400 of the calculation units in the ECU 19 is a predetermined value set in advance.
Then, in the vehicle mounted state, the neural network 100 of each calculation unit in the ECU 19 calculates an output with respect to the input as shown in FIG. That is, in each neuron 105, the input signal 01~ OnCorresponding to the coupling coefficient 106 (W1~ Wn) And apply the value to a function called a sigmoid function to calculate the output. The calculation result is output as the input of the subsequent neuron. Repeat this to get the final output.
[0037]
In the neural network 100 of each calculation unit in the ECU 19 mounted in the vehicle, the input signal 01~ OnThe coupling coefficient 106 (W) for obtaining a desired output value (teacher signal) corresponding to each change in a wide range1~ Wn) Is set in advance, learning for correcting the coupling coefficient is not necessary, and only the calculation shown in FIG.
[0038]
Therefore, in the neural network 100 of the air outlet mode calculation unit 31 shown in FIG. 3, each of the desired values (teacher signals) set in advance corresponding to the change of the input signals (TAO, Ts, Tam, Tw) is obtained. ) As the outlet mode signal TMODE (= 0 to 1) and output.
In addition, in the neural network 200 of the temporary target temperature calculation unit 27 shown in FIG. 5, in response to changes in the input signals (Tset, Tr, Tam), predetermined desired values (teacher signals) are respectively set. Calculated and output as a temporary target blowing temperature TAOB.
[0039]
Further, in the neural network 300 of the solar radiation correction amount calculation unit 28 shown in FIG. 6, each of the desired values (teacher signals) set in advance corresponding to the change of the input signals (Tset, Tr, Tam, Ts) is obtained. ) Is calculated and output as the solar radiation correction amount TAOS.
Further, in the neural network 400 of the air volume calculation unit 32 shown in FIG. 7, desired values (teacher signals) set in advance are respectively set in response to changes in the input signals (Tset, Tr, Tam, Ts). Calculate and output as blower voltage level TBLO.
[0040]
And in the target temperature calculation part 29, the final target blowing temperature TAO is calculated by the following numerical formula 2.
[0041]
[Expression 2]
TAO = TAOB-TAOS
Next, in the air mix door opening degree calculation unit 30, the air mix door opening degree is calculated by the following Equation 3 based on the output TAO of the target temperature calculation unit 29, the temperature Te of the evaporator 4, and the hot water temperature Tw of the heater core 5. SW is calculated.
[0042]
[Equation 3]
SW (%) = (TAO−Te) / (Tw−Te) * 100
Next, a control example according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control routine of FIG. 8 is started by an operation switch signal for starting the air conditioner. In step 510, the air conditioning ECU 19 is reset. In step 520, the signals of the various sensors 22 to 26 such as the internal temperature Tr, the external temperature Tam, and the like. The signal of the temperature setting device 21 is read.
[0043]
Next, in step 530, the temporary target temperature TAOB is calculated using the temporary target temperature neural network 200 shown in FIG. Therefore, step 530 corresponds to the temporary target temperature calculation unit 27 in FIG.
Next, in step 540, the solar radiation correction amount TAOS is calculated using the solar radiation correction amount neural network 300 shown in FIG. Therefore, step 540 corresponds to the solar radiation correction amount calculation unit 28 of FIG.
[0044]
Next, in step 550, the final target blowing temperature TAO is calculated by the above-described equation 1. Therefore, step 550 corresponds to the target temperature calculation unit 29 in FIG.
Next, in step 560, the air mix door opening degree SW is calculated by the above-described formula 2. Therefore, step 560 corresponds to the air mix door opening degree calculation unit 30 in FIG.
[0045]
Next, in step 570, the air outlet mode signal TMODE is calculated using the air outlet mode neural network 100 shown in FIG. Therefore, step 570 corresponds to the outlet mode calculation unit 31 in FIG. Note that the output value of the outlet mode signal TMODE in step 570 has a characteristic that increases as the target outlet temperature TAO shifts from the low temperature side to the high temperature side. Based on the output value TMODE of the air outlet mode neural network 300, the face (FACE), bi-level (B / L), and foot (FOOT) modes are determined as shown in FIG.
[0046]
Next, in step 580, the target blower voltage TBLO is calculated using the air volume calculation neural network 400 shown in FIG. Therefore, step 580 corresponds to the air volume calculation unit 32 of FIG.
Next, in steps 590 to 610, the actuators (motors 14 to 18 in FIG. 1) and the blower motor applied voltage control circuit 20 are driven and controlled so as to coincide with the target values obtained previously.
[0047]
Next, the characteristic by calculating the blower outlet mode signal TMODE using the neural network 100 like this embodiment is demonstrated concretely.
FIG. 12 is a chart showing the relationship between the inputs 1 to 4 and the output (teacher data) TMODE in the air outlet mode neural network 100. The inputs 1 to 4 are TAO = 48 ° C. and Ts = 1000 W / m, respectively.2When Tam = 0 ° C and Tw = 80 ° C (ie, when there is solar radiation Ts and the outside air temperature Tam is low), if the output is 0.95, as shown in FIG. The air outlet mode becomes foot mode, and the occupant feels a sense of heat on the head side.
[0048]
Therefore, the output (teacher data) under the above input condition is changed from 0.95 to 0.5.
Here, as a feature of the neural network, when a certain input signal is given, the coupling coefficient (cypnus load) between each layer in the neural network is set so that the output becomes a desired value (teacher data) set in advance. ) 106 has a learning function of automatically correcting 106, the teacher data under the specific input condition is changed, and the correction of the coupling coefficient (cypnus load) 106 is performed in advance using a high-speed arithmetic device. Thus, the output can be changed.
[0049]
As a result of the change in the output (change from TMODE = 0.95 to 0.5), as shown in FIG. 11B, even if the target blowing temperature TAO is the same value a (= 48 ° C.), The exit mode becomes the bi-level mode, and it is possible to blow cool air toward the passenger's head side, which can reduce the feeling of burning of the passenger's head due to solar radiation and improve the air conditioning feeling of the passenger.
[0050]
Moreover, even if the output (teacher data) is changed under the specific input condition, the entire coupling coefficient 106 is automatically corrected so that the desired output value (teacher data) is maintained under the other input conditions. Therefore, the output change under the specific input condition does not affect the output under other input conditions. As a result, under the condition of no solar radiation, the foot mode shown in FIG. 11 (a) can be set, and the feeling of heating at the occupant's feet can be improved by blowing hot air toward the occupants' feet.
[0051]
Furthermore, it is advantageous that the coupling coefficient 106 can be automatically corrected by the learning function of the neural network, so that the development engineer can obtain a desired output only under a specific input condition. It is not necessary to consider the control logic, and the development man-hour can be greatly reduced.
In addition, the adoption of the neural network eliminates the need for complicated control logic and various types of control maps, and thus has an advantage that the ROM capacity in the in-vehicle ECU 19 can be reduced.
[0052]
As shown in FIG. 11 (b), when the bi-level mode is set under the condition of solar radiation at low outside air temperature, an upper limit is set on the air mix door opening as shown in FIG. 11 (c). It is preferable to provide (a door opening limiter setting).
That is, in FIG. 11C, in the bi-level mode expansion region where TAO = a or more, the actual blown air temperature into the passenger compartment is suppressed to a predetermined temperature by the upper limit setting (limiter setting) of the air mix door opening. It is necessary to prevent hot air from blowing out from the face outlets 9a to 9d. In the bi-level mode of FIG. 11 (c), b is the face blowing temperature, and c is the foot blowing temperature.
[0053]
Next, when the air conditioner is started immediately after starting the vehicle engine under the low outdoor temperature condition in winter, the switching control of the air outlet mode will be described. After the vehicle engine starts, the engine coolant temperature (Hot water temperature to the heater core 5) rises, and accordingly, the blown air temperature of the heater core 5 and consequently the blown temperature into the passenger compartment rises. At that time, the motor applied voltage of the blower 3 is adjusted so that the amount of air blown into the passenger compartment also increases as the hot water temperature increases.
[0054]
At this time, if the foot mode remains fixed as the blowing mode into the passenger compartment, the occupant is warmed from the lower half of the body, and thus it takes a very long time to warm up to the occupant upper half. As a result, the passenger's hand is particularly cold, which is not only uncomfortable but also difficult for the driver to operate the steering wheel.
[0055]
Therefore, the blow mode to the passenger compartment is initially started in the foot mode, and then the bi-level mode is set as the hot water temperature rises, and the warm air from the face outlets 9a to 9d is also sent to the upper body side of the occupant. It is desired to heat the occupant's upper body side early by blowing it out. Note that the maximum heating state is set at the start of air conditioning at low outside air temperature, the air mix door opening SW is at the maximum opening (100% opening), and the ventilation path to the heater core 5 is fully opened.
[0056]
When the air conditioner is started under the low outside air temperature condition in winter, the present inventors have actually experimented on the condition that the occupant feels comfortable in the bi-level mode. As shown in FIG. The area has a correlation between the outside air temperature and the hot water temperature, and it has been found that there is a hot water temperature range in which the bi-level mode is comfortable for each outside air temperature.
[0057]
That is, in the experiment of FIG. 13, whether or not the bi-level mode under the above conditions is comfortably determined is determined by a plurality of monitors, and the hot water temperature range in which the bi-level mode is comfortably felt as the outside air temperature decreases. Can be seen to rise. In FIG. 13, the region between the cold region and the comfortable region, and the region between the comfortable region and the hot region are intermediate regions that are neither comfortable nor uncomfortable. Further, the actual temperature of the air blown into the passenger compartment is approximately 90% of the hot water temperature due to the heat transfer efficiency between the hot water and the air in the heater core 5.
[0058]
In response to the experimental results shown in FIG. 13, in this embodiment, as shown in FIG. 14, the input 1 to input 4 and the output (teacher data) TMODE in the outlet mode neural network 100 are input 1 to 1. Input 3 is TAO = 80 ° C, Ts = 0W / m2When Tam = −10 ° C. and the input 4 is in the range of Tw = 53 ° C. to 62 ° C., the output is changed from 0.95 to 0.5. Therefore, the air outlet mode can be changed from the foot mode to the bi-level mode, and the upper body side of the occupant can be heated early within the range of Tw, thereby improving air conditioning feeling and improving vehicle safety. .
[0059]
In other hot water temperature ranges, the output can be maintained at 0.95 and the outlet mode can be set to the foot mode, so the foot part is cold due to the bi-level mode at the low temperature side of the hot water temperature, or the high temperature side of the hot water temperature This prevents the face from burning in the bi-level mode.
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the bi-level mode is set in a predetermined hot water temperature range when starting the air conditioner under the low outdoor temperature condition in winter, but the internal temperature Tr is somewhat high due to solar radiation or the like. If the timing for returning from the bi-level mode to the foot mode is not advanced, a feeling of burning of the face due to the bi-level mode occurs.
[0060]
Therefore, in the second embodiment, in consideration of this point, as shown in FIG. 15, an internal air temperature Tr is added as an input to the air outlet mode neural network 100, and the internal air temperature Tr is increased to a predetermined temperature or higher. The timing for returning from the bi-level mode to the foot mode is advanced to prevent the occurrence of a hot feeling on the face. That is, even if it is the same outside temperature, if the inside temperature Tr rises, the hot water temperature returned from the bi-level mode to the foot mode is changed to a lower value.
[0061]
(Third embodiment)
The third embodiment has the same purpose as that of the second embodiment. As shown in FIG. 16, the skin temperature of the occupant is used as an input to the air outlet mode neural network 100 instead of the internal temperature Tr. A skin temperature signal Th from the skin temperature sensor to be detected is added.
[0062]
According to the third embodiment, when the occupant's skin temperature rises to a predetermined temperature or more due to the influence of solar radiation or the like, the hot water temperature for returning from the bilevel mode to the foot mode is changed to a lower temperature, thereby A feeling of fire can be prevented.
(Fourth embodiment)
FIG. 17 shows the fourth embodiment. As shown in FIG. 3, when the outside air temperature Tam is added as one of the inputs of the air outlet mode neural network 100, the air outlet is changed depending on the level of the outside air temperature Tam. This is an example in which the mode switching point is changed. In other words, in the high temperature side area (heating side area) of TAO, the TAO is lower at low outside air temperature (Tam = −10 ° C.) than at high outside air temperature (Tam = −10 ° C.). The foot mode area is expanded by switching from mode to foot mode. Thereby, foot heating is performed preferentially and the heating feeling at the time of low outside temperature is raised.
[0063]
Further, in the low temperature side area (cooling side area) of TAO, the face mode is set until the TAO becomes higher at high outside air temperature (Tam = 30 ° C.) than at low outside air temperature (Tam = 10 ° C.). Continue to expand the face mode area. This preferentially blows out cool air to the upper body of the occupant to enhance the cooling feeling at high outside temperatures.
[0064]
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments described above, one air passage is formed in the air duct 2 toward the air outlets 8a, 8b, 9a to 9d and 10 as shown in FIG. In the fifth embodiment, as shown in FIG. 18, the temperatures of the driver's seat side air conditioning zone and the passenger seat side air conditioning zone are independently controlled in the fifth embodiment. The present invention is applied to the left and right independent temperature control type vehicle air conditioner.
[0065]
In the fifth embodiment, a partition wall 2a is installed in the air duct 2 from the heater core 5 portion toward the downstream side, and the partition wall 2a causes the passage in the air duct 2 to be a driver seat side passage 2b and a passenger seat side passage 2c. It is divided into and.
A driver-seat-side air mix door 61 is provided upstream of the heater core 5 in the driver-seat-side passage 2b, and flows in the driver-seat-side passage 2b bypassing the heater core 5 and the amount of warm air passing through the heater core 5. The ratio of the cool air volume is adjusted by the door 61. Further, in the passenger seat side passage 2c, a passenger seat side air mix door 62 is provided upstream of the heater core 5, and the amount of warm air passing through the heater core 5 in the passenger seat side passage 2c and the heater core 5 are bypassed. The ratio of the cold air volume is adjusted by the door 62.
[0066]
A driver seat side foot outlet 8a and face outlets 9a and 9b are provided on the most downstream side of the driver seat side passage 2b, and a passenger seat side foot outlet is provided on the most downstream side of the passenger seat side passage 2c. An outlet 8b and face outlets 9c and 9d are provided. Further, there are provided air outlet switching doors 11a and 12a for selectively opening and closing the foot air outlet 8a and the face air outlets 9a and 9b on the driver's seat side, and the foot air outlet 8b and the face air outlet on the passenger seat side. Air outlet switching doors 11b and 12b for selectively opening and closing 9c and 9d are provided. The defroster outlet 10 and the outlet switching door 13 are the same as those in the first embodiment.
[0067]
Both the air mix doors 61 and 62 are driven by independent servo motors 15 and 15a, respectively, and the air outlet switching doors 11a and 12a on the driver's seat side and the air outlet switching doors 11b and 12b on the passenger seat side are Driven by independent servo motors 160 and 170, respectively. And by switching the open / closed state of the air outlet switching doors 11a, 12a, 11b, 12b, predetermined air outlet modes such as a foot mode, a bi-level mode, and a face mode are set independently for each passage 2b, 2c. obtain.
[0068]
Further, as an input of the ECU 19, a driver seat side temperature setting device (first temperature setting means) 21a for setting a set temperature Tset (Dr) of the driver seat side air conditioning zone corresponding to the driver seat side passage 2b, and a passenger seat A passenger seat side temperature setter (second temperature setting means) 21b for setting the set temperature Tset (Pa) of the passenger seat side air conditioning zone corresponding to the side passage 2c is provided independently.
[0069]
Further, a driver seat side solar radiation sensor 24a for detecting the solar radiation amount TsDr to the driver seat side air conditioning zone and a passenger seat side solar radiation sensor 24b for detecting the solar radiation amount TsPa to the passenger seat side air conditioning zone are provided independently. The inside air sensor 22, the outside air sensor 23, the evaporator temperature sensor 25, and the water temperature sensor 26 as temperature information detecting means are the same as those in the first embodiment.
[0070]
Further, as shown in FIG. 19, the control function executed by the microcomputer in the ECU 23 is independently performed on the driver seat side Dr and the passenger seat side Pa. In FIG. 2, the subscript a attached to the control function unit is the driver side Dr, the subscript b attached is the passenger side Pa, and the blower voltage TBLO for determining the air volume is determined on the driver side. After calculating the blower voltage TBLO (Dr) and the passenger seat side blower voltage TBLO (Pa) by the air volume calculation units 32a and 32b, the air volume calculation unit 32c calculates the average value of the blower voltages TBLO (Dr) and TBLO (Pa). This is calculated and used as the final blower voltage TBLO corresponding to the air volume.
[0071]
In addition, air outlet mode calculation units 31a and 31b for independently calculating the air outlet mode signal TMODE (Dr) on the driver's seat side and the air outlet mode signal TMODE (Pa) on the passenger seat side are provided independently.
In this case, in the neural network 100 constituting the driver seat side outlet mode calculating unit 31a and the passenger seat side outlet mode calculating unit 31b, the driver seat side target outlet temperature is used as the target outlet temperature TAO of FIG. TAO (Dr) or the passenger side target blowing temperature TAO (Pa) is input, and the driver side solar radiation amount TsDr or the passenger side solar radiation amount TsPa is input as the solar radiation amount Ts. The outlet mode signal TMODE (Dr) or the passenger side side outlet mode signal TMODE (Pa) may be calculated independently.
[0072]
In the neural network 200 constituting the driver's seat side temporary target temperature calculation unit 27a and the passenger's side temporary target temperature calculation unit 27b, the set temperature Tset of the driver's seat side air conditioning zone is used as the input (Tset) in FIG. (Dr) or the set temperature Tset (Pa) of the passenger side air conditioning zone is input, and the difference (ΔTset) between the set temperatures Tset (Dr) and Tset (Pa) is added as an input. The reason why the set temperature difference ΔTset is added as an input is to suppress a temperature difference between the zones due to temperature interference between the driver side air conditioning zone and the passenger side air conditioning zone.
[0073]
Further, in the vehicle air conditioner of the left and right independent temperature control type as in the fifth embodiment, the air outlet mode may be the same on the driver seat side and the passenger seat side without independent control. In this case, as shown in FIG. 20, as an input to the neural network 100, the average value TAOX of the driver's seat side target blowing temperature TAO (Dr) and the passenger's seat side target blowing temperature TAO (Pa), and the driver's seat side solar radiation amount The average value TsX between TsDr and the passenger side solar radiation amount Pa may be input to calculate the air outlet mode signal TMODE.
[0074]
(Other embodiments)
(1) In the above-described embodiments, the case where the target blowing temperature and the air volume (blower voltage level) are calculated by the respective neural networks 200, 300, and 400 has been described. The calculation may be performed by a known method without using a neural network.
[0075]
(2) In the above-described embodiment, the case where the air mix doors 6, 61, 62 for adjusting the air volume ratio between the cold air and the warm air are provided as the temperature adjusting means. However, the air mix doors 6, 61 are used as the temperature adjusting means. Instead of 62, a hot water valve for controlling the flow rate or temperature of the hot water flowing into the heater core 5 may be used.
(3) In the vehicle air conditioner of the left and right independent temperature control system according to the fifth embodiment described above, in the example shown in FIG. 20, as the input to the air outlet mode neural network 100, the driver's seat side target air outlet temperature TAO (Dr) and The average value TAOX with the passenger side target blowing temperature TAO (Pa) is used, but the weighting of the driver seat side target blowing temperature TAO (Dr) and the passenger seat side target blowing temperature TAO (Pa) is changed, for example, The target blowing temperature TAO in which the influence ratio between the driver's seat side target blowing temperature TAO (Dr) and the passenger's seat side target blowing temperature TAO (Pa) is 80% and the other is 20% may be input.
[0076]
(4) Needless to say, the temperature setting devices 21, 21a, 21b for setting the temperature of the air-conditioning zone may be those of a warm feeling display that does not indicate temperature numbers (high and low temperature color-coded display, etc.).
(5) Although the hot water temperature is detected as an environmental factor that affects the blowout temperature during maximum heating, since the hot water temperature and the surface temperature of the heater core 5 are closely correlated, The surface temperature of the heater core 5 may be detected.
[0077]
Further, a temperature sensor that detects the temperature of the air blown from the heater core 5 can be used instead of the water temperature sensor 26.
(6) The present invention is not limited to a vehicle air conditioner, and can be applied to various uses as long as the air conditioner requires switching control of the air outlet mode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an overall system of a vehicle air conditioner showing a first embodiment of the present invention.
2 is a block explanatory diagram of main functions in the air-conditioning electronic control device of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a neural network of the outlet mode calculation unit in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram of an output calculation method of a neural network.
5 is a schematic configuration diagram of a neural network of a temporary target temperature calculation unit in FIG. 2;
6 is a schematic configuration diagram of a neural network of the solar radiation correction amount calculation unit of FIG. 2;
7 is a schematic configuration diagram of a neural network of the air volume calculation unit of FIG. 2;
FIG. 8 is a control flowchart according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram of air outlet mode calculation in the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional outlet mode switching control characteristic.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the air outlet mode switching control characteristics according to the prior art and the first embodiment.
FIG. 12 is a chart showing a relationship between input conditions and the output of the air outlet mode signal according to the first embodiment.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the comfort in the bi-level mode and the outside air temperature and hot water temperature in the first embodiment.
FIG. 14 is a chart showing the relationship between the input conditions and the output of the air outlet mode signal according to the first embodiment.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a neural network of an outlet mode calculation unit according to a second embodiment.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a neural network of an outlet mode calculation unit according to a third embodiment.
FIG. 17 is a control characteristic diagram showing the relationship between the outlet mode and the target outlet temperature according to the fourth embodiment.
FIG. 18 is an explanatory diagram of an entire system of a vehicle air conditioner showing a fifth embodiment.
19 is a block explanatory diagram of main functions in the air-conditioning electronic control device of FIG. 18;
FIG. 20 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a neural network of the outlet mode calculation unit according to the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
2 ... Air duct (air passage), 2b ... Driver seat side air passage,
2c ... Driver side air passage, 6, 61, 62 ... Temperature adjusting means,
8a, 8b, 9a to 9d ... outlet, 21, 21a, 21b ... temperature setting means,
22, 23 ... Temperature information detecting means, 31, 31a, 31b ... Outlet mode calculating unit, 100-400 ... Neural network.

Claims (3)

空気と熱交換を行う熱交換器(4、5)を有する空気通路(2、2b、2c)と、
この空気通路(2、2b、2c)の下流側に設けられ、車室内の異なる方向へ空気を吹き出す複数の吹出口(8a、8b、9a〜9d)と、
この複数の吹出口(8a、8b、9a〜9d)の開閉を切り替える吹出口切替手段(11〜12b)と、
前記吹出口(8a、8b、9a〜9d)から車室内へ吹き出す空気の温度を調節する温度調節手段(6、61、62)と、
車室内の温度を設定するための温度設定手段(21、21a、21b)と、
内気温を検出する内気温センサ(22)および外気温を検出する外気温センサ(23)と、
前記温度設定手段(21、21a、21b)による設定温度、および前記両センサ(22、23)により検出された温度情報を入力として、車室内への目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出部(27〜29b)とを備え、
前記複数の吹出口として、車室内乗員の足元側に空気を吹き出すフット吹出口(8a、8b)、および車室内乗員の上半身側に空気を吹き出すフェイス吹出口(9a〜9d)を包含しており、
前記吹出口(8a、8b、9a〜9d)からの吹出空気温度が前記目標吹出温度となるように前記温度調節手段(6、61、62)を調節するとともに、
前記吹出口切替手段(11〜12b)を駆動制御して、前記フット吹出口(8a、8b)から空気を吹き出すフットモード、前記フェイス吹出口(9a〜9d)から空気を吹き出すフェイスモード、および前記フット吹出口(8a、8b)と前記フェイス吹出口(9a〜9d)の両方から空気を吹き出すバイレベルモードを切り替える車両用空調装置において、
前記熱交換器(4、5)として、温水を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器(5)を包含しており、
前記温水の温度を検出する水温センサ(26)および室内への日射量を検出する日射センサ(24)と
前記温度設定手段(21、21a、21b)による設定温度、前記内気温センサ(22)の検出内気温および前記外気温センサ(23)の検出外気温を入力として、ニューラルネットワーク(200)により仮の目標吹出温度(TAOB)を算出する仮目標温度算出部(27、27a、27b)と、
前記温度設定手段(21、21a、21b)による設定温度、前記内気温センサ(22)の検出内気温、前記外気温センサ(23)の検出外気温および前記日射センサ(24)の検出日射量を入力として、ニューラルネットワーク(300)により日射補正量(TAOS)を算出する日射補正量算出部(28、28a、28b)と、
前記仮の目標吹出温度(TAOB)および前記日射補正量(TAOS)に基づいて最終的な目標吹出温度(TAO)を算出する目標温度算出部(29、29a、29b)とを備え、
前記目標吹出温度算出部(27〜29b)は、前記仮目標温度算出部(27、27a、27b)と前記日射補正量算出部(28、28a、28b)と前記目標温度算出部(29、29a、29b)とにより構成され、
前記目標吹出温度は、前記目標温度算出部(29、29a、29b)から出力される目標吹出温度(TAO)であり、
さらに、前記目標吹出温度(TAO)、前記外気温センサ(22)の検出外気温、前記日射センサ(24)の検出日射量および前記水温センサ(26)の検出水温を入力として、ニューラルネットワーク(100)により吹出口モード信号を算出する吹出口モード算出部(31、31a、31b)備え、
この吹出口モード算出部(31、31a、31b)により算出した吹出口モード信号により前記吹出口切替手段(11〜12b)を駆動制御することを特徴とする車両用空調装置。
An air passage (2, 2b, 2c) having a heat exchanger (4, 5) for exchanging heat with air;
A plurality of air outlets (8a, 8b, 9a to 9d) that are provided on the downstream side of the air passages (2, 2b, 2c) and blow out air in different directions in the vehicle interior;
Outlet switching means (11-12b) for switching opening and closing of the plurality of outlets (8a, 8b, 9a-9d);
Temperature adjusting means (6, 61, 62) for adjusting the temperature of the air blown out from the air outlets (8a, 8b, 9a-9d) into the vehicle interior;
Temperature setting means (21, 21a, 21b) for setting the temperature in the passenger compartment;
An internal air temperature sensor (22) for detecting the internal air temperature and an external air temperature sensor (23) for detecting the external air temperature;
A target blowing temperature calculation unit (calculating a target blowing temperature into the vehicle interior) using the set temperature set by the temperature setting means (21, 21a, 21b) and the temperature information detected by the sensors (22, 23) as inputs. 27-29b),
The plurality of air outlets include a foot air outlet (8a, 8b) that blows air toward the feet of the passenger in the vehicle interior and a face air outlet (9a to 9d) that blows air toward the upper body side of the passenger in the vehicle interior. ,
While adjusting the temperature adjusting means (6, 61, 62) so that the temperature of the air blown from the air outlets (8a, 8b, 9a-9d) becomes the target air temperature,
A foot mode in which the air outlet switching means (11-12b) is driven and controlled to blow air out of the foot air outlets (8a, 8b), a face mode in which air is blown out from the face air outlets (9a-9d), and In the vehicle air conditioner for switching the bi-level mode for blowing air from both the foot outlet (8a, 8b) and the face outlet (9a-9d),
The heat exchanger (4, 5) includes a heating heat exchanger (5) for heating air using hot water as a heat source,
A water temperature sensor (26) for detecting the temperature of the hot water and a solar radiation sensor (24) for detecting the amount of solar radiation into the passenger compartment ;
Using the temperature set by the temperature setting means (21, 21a, 21b), the detected internal air temperature of the internal air temperature sensor (22), and the external air temperature detected by the external air temperature sensor (23) as inputs, the neural network (200) A temporary target temperature calculation unit (27, 27a, 27b) for calculating a target blowing temperature (TAOB);
The set temperature by the temperature setting means (21, 21a, 21b), the detected internal temperature of the internal temperature sensor (22), the detected external temperature of the external temperature sensor (23), and the detected solar radiation amount of the solar sensor (24). As an input, a solar radiation correction amount calculation unit (28, 28a, 28b) for calculating a solar radiation correction amount (TAOS) by the neural network (300);
A target temperature calculator (29, 29a, 29b) for calculating a final target outlet temperature (TAO) based on the temporary target outlet temperature (TAOB) and the solar radiation correction amount (TAOS);
The target blowing temperature calculation unit (27 to 29b) includes the temporary target temperature calculation unit (27, 27a, 27b), the solar radiation correction amount calculation unit (28, 28a, 28b), and the target temperature calculation unit (29, 29a). 29b),
The target blowing temperature is a target blowing temperature (TAO) output from the target temperature calculation unit (29, 29a, 29b),
Further, the neural network (100 ) receives the target blowing temperature (TAO) , the detected outside air temperature of the outside air temperature sensor (22), the detected solar radiation amount of the solar radiation sensor (24), and the detected water temperature of the water temperature sensor (26). ) Is provided with an outlet mode calculation unit (31, 31a, 31b) for calculating an outlet mode signal.
An air conditioner for vehicles, wherein the air outlet switching means (11-12b) is drive-controlled by the air outlet mode signal calculated by the air outlet mode calculating section (31, 31a, 31b).
前記吹出口モード算出部(31、31a、31b)のニューラルネットワーク(100)の入力として、前記内気温センサ(22)の検出内気温がさらに入力されることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。The detected internal air temperature of the internal air temperature sensor (22) is further input as an input to the neural network (100) of the outlet mode calculation unit (31, 31a, 31b) . Vehicle air conditioner. 室内使用者の皮膚温を検出する皮膚温センサを備え、前記吹出口モード算出部(31、31a、31b)のニューラルネットワーク(100)の入力として、前記皮膚温センサ(22)の検出皮膚温がさらに入力されることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。A skin temperature sensor for detecting the skin temperature of the indoor user is provided, and the detected skin temperature of the skin temperature sensor (22) is input as an input to the neural network (100) of the outlet mode calculation unit (31, 31a, 31b). The vehicle air conditioner according to claim 1, further inputted.
JP11542098A 1998-04-22 1998-04-24 Air conditioner for vehicles Expired - Fee Related JP4147618B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11542098A JP4147618B2 (en) 1998-04-24 1998-04-24 Air conditioner for vehicles
US09/295,997 US6220517B1 (en) 1998-04-22 1999-04-21 Air-conditioning device
US09/729,299 US6390380B2 (en) 1998-04-22 2000-12-04 Air-conditioning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11542098A JP4147618B2 (en) 1998-04-24 1998-04-24 Air conditioner for vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11301248A JPH11301248A (en) 1999-11-02
JP4147618B2 true JP4147618B2 (en) 2008-09-10

Family

ID=14662140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11542098A Expired - Fee Related JP4147618B2 (en) 1998-04-22 1998-04-24 Air conditioner for vehicles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4147618B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11301248A (en) 1999-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6220517B1 (en) Air-conditioning device
JP3416993B2 (en) Air conditioner
JP2001328416A (en) Vehicular air conditioner
US20040074244A1 (en) Vehicle air-conditioning system
JP4311114B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2004114937A (en) Air conditioner for vehicle
JP3480074B2 (en) Air conditioner
JP4147618B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP3918546B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP3644101B2 (en) Air conditioner
JP4505941B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP4066508B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP3991442B2 (en) Air conditioner
JPH0872524A (en) Vehicle air-conditioner
JP3186383B2 (en) Vehicle air conditioner
JP3533683B2 (en) Vehicle air conditioner
JP3627580B2 (en) Air conditioner for vehicles
JPH11310023A (en) Air conditioner
JP3951965B2 (en) Air conditioning control device and air conditioning device
JPH11254936A (en) Air conditioner
JPH11301238A (en) Air conditioner
JPH04185523A (en) Air-conditioning control device for vehicle
JP3538903B2 (en) Air conditioner
JP4613942B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2002012020A (en) Air conditioner for open car

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040609

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071002

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080603

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080616

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S802 Written request for registration of partial abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees